Sistema fotovoltaico a V per applicazioni agrovoltaiche
Una startup italiana, supportata da un gruppo di scienziati, sta sviluppando un sistema agrivoltaico a V che, a quanto pare, può trovare applicazione ottimale con moduli bifacciali e inseguimento monoassiale. Si sostiene che la configurazione di sistema proposta riduca l'uso del suolo del 24% rispetto alle configurazioni convenzionali.
April 2, 2025 Emiliano Bellini
La startup italiana Horizonfirm srl e un gruppo di scienziati dell'Università di Palermo stanno sviluppando un pannello fotovoltaico a forma di V da applicare a progetti agrovoltaici.
Il sistema è dotato di due moduli bifacciali disposti a V con inseguimento monoasse, che regolano dinamicamente gli angoli di inclinazione per ottimizzare la cattura della luce solare e ridurre al minimo l'ombreggiamento su colture come i vigneti.
"Sebbene tecnicamente fattibile con i pannelli monofacciali convenzionali, il sistema a V è stato specificamente progettato per massimizzare le prestazioni dei moduli fotovoltaici ad alta bifaccialità", ha dichiarato a pv magazine l'autore corrispondente della ricerca, Valerio Lo Brano. "La geometria unica del sistema è ottimizzata per catturare sia la radiazione diretta che quella riflessa su entrambi i lati dei pannelli, cosa impossibile con la tecnologia monofacciale".
"L'utilizzo di pannelli monofacciali comprometterebbe significativamente la resa del sistema, che è fondamentale per la proposta di valore della configurazione a V", ha inoltre spiegato. "Il progetto raggiungerà il suo massimo potenziale prestazionale quando i moduli bifacciali al 100% saranno disponibili in commercio, poiché ciò sfrutterebbe appieno la capacità del sistema di catturare la luce riflessa. Il sistema è stato dimensionato per le dimensioni di pannello più comuni attualmente sul mercato, con un fattore di bifaccialità di almeno l'80%, garantendo la compatibilità con i moduli bifacciali standard dei principali produttori".
Nell'articolo "Modeling and analysis of V-shaped bifacial PV systems for agrivoltaic applications: A Python-based approach for energy optimization", pubblicato su Applied Energy, i ricercatori hanno affermato che uno dei principali contributi del loro lavoro è la creazione, tramite il software PVlib, di un algoritmo personalizzato basato su Python, specificamente adattato alla configurazione a V proposta. Questo strumento può modellare le prestazioni energetiche del sistema, tenendo conto dell'ombreggiamento reciproco, delle riflessioni multiple e dell'albedo del terreno.
"Si tratta del primo algoritmo Python del suo genere", ha sottolineato Lo Brano. "Simula anche riflessioni multiple e regolazioni dinamiche dell'inclinazione, due caratteristiche assenti negli strumenti commerciali".
Nella configurazione di sistema proposta, le pendenze dei pannelli fotovoltaici possono avere un angolo di inclinazione di 50° e 90°, con la linea di vertice del cono a V posizionata a 3 m dal suolo. L'angolo azimutale dei moduli deve essere determinato correttamente dallo sviluppatore del progetto, poiché il sistema non può essere utilizzato con inseguitori azimutali.
Le simulazioni condotte a Palermo, in Italia, hanno dimostrato che il sistema genera 2089,3 kWh/anno per coppia di pannelli, ovvero il 5,2% in meno rispetto alle configurazioni convenzionali, ma con un risparmio di terreno del 24%. Gli scienziati hanno inoltre scoperto che il sistema riduce drasticamente l'occupazione di terreno del 24%.
"Se applicato a un vigneto di un ettaro, il sistema ha raggiunto una produzione energetica annuale di 551,6 MWh, quasi il doppio dei 286,5 MWh generati da una configurazione fila-fila con inclinazione fissa", hanno aggiunto, sottolineando che il sistema è adattabile a diversi scenari agrovoltaici e colture come uva, olive o verdure a foglia verde che prosperano in ombra parziale, con l'inclinazione regolabile del sistema che riduce al minimo l'ombreggiamento durante i periodi critici di crescita.
L'Università di Palermo e Horizonfirm stanno attualmente implementando un progetto pilota da 949 kW con la configurazione di sistema proposta.
"Il progetto dovrebbe essere connesso alla rete entro la fine dell'anno ed è sviluppato in collaborazione con Trina Solar per la fornitura dei moduli e Huawei Technologies per gli inverter intelligenti", ha dichiarato a pv magazine Christian Chiaruzzi, socio e direttore di Horizonfirm. "I sistemi Huawei gestiranno l'algoritmo di inseguimento tramite un PLC indipendente. Inoltre, abbiamo attualmente in corso tre progetti che utilizzano strutture a inclinazione subverticale fissa".
Horizonfirm ha recentemente brevettato il design del sistema fotovoltaico. "L'idea del brevetto nasce dalla crescente adozione di moduli fotovoltaici bifacciali", ha affermato Chiaruzzi. "È importante notare che i moduli bifacciali attualmente non hanno un costo per kW più elevato rispetto alle alternative monofacciali. Pertanto, il maggiore investimento iniziale sarebbe legato esclusivamente ai componenti strutturali del sistema a V, incluso il meccanismo di inseguimento".